JP2010067035A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホストコンピュータとの通信に不具合が生じた場合であっても、他の無線通信装置による無線タグの読み取り動作に影響を及ぼすことのない無線通信装置を提供すること。
【解決手段】外部機器から無線タグの読み取りに関するコマンドを受信したことに応じてアンテナを介した無線通信により無線タグから各種データを読み出す読み取り処理を開始する無線通信装置において、記憶手段に予め定められたタイムアウト時間を記憶する。そして、外部機器から無線タグの読み取りに関するコマンドを受けた後の経過時間を計時手段により計時し、前記タイムアウト時間を計時し終えた場合には、無線タグの読み取り処理を停止する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電波を介して無線タグと交信を行うＲＦＩＤリーダなどの無線通信装置に関する。

近年、ＩＣチップを備えた無線タグ（ＩＣタグ，ＲＦＩＤタグ，電子タグ，トランスポンダなどとも称される）と、無線通信装置とを備え、双方がそれぞれアンテナを介してデータの交信を行うことにより、無線通信装置が無線タグの情報を非接触で読み取ることができるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが普及している。

このＲＦＩＤシステムにおいて、無線通信装置は、本体に接続されたアンテナから無線タグ問合せ用の高周波信号を電波として放射しており、無線タグは、内蔵アンテナで無線通信装置からの電波を受信すると、ＩＣチップで記憶している情報で高周波信号の反射量を変化させてバックスキャッタ変調を行うものとなっている。そして、無線通信装置は、上記アンテナで無線タグからのバックスキャッタ変調波を受信すると、それを復調することで無線タグが有する情報を取得することができる。

このようなＲＦＩＤシステムは、無線タグを無線通信装置から数ｃｍ乃至数十ｃｍ離しても通信可能であるため、物流管理システムや施設の入退室管理システム等の様々な分野に利用されており、良好な通信状態を確立するための種々の技術が開発されている。例えば、特許文献１には、ＩＣカードなどの通信対象に電力を生出させるためのキャリア信号を定期的にＯＮ／ＯＦＦ制御することで、通信対象のパワーオンリセット機能を正常に動作させることができる無線通信装置に関する技術が開示されている。

また、複数台の無線通信装置を備える無線通信システムにおいては、複数の無線通信装置が同時に無線タグの読み取り用の電波を放射することにより電波干渉が生じ、通信不良を起こし得る。このような不具合を防止するため、一台の無線通信装置が電波を放射している間は、他の無線通信装置は電波を放射しないようにするなどの共用化制御（ＬＢＴ：Listen Before Talk）が行われている。
特開２００５−２２３４０１号公報

さて、上記のような無線通信装置は、ＲＳ２３２ＣやＬＡＮケーブルなどのインターフェイスケーブルで接続されたホストコンピュータから無線タグの読み取り開始コマンドを受け取ると電波の放射を開始し、無線タグから読み取ったデータは定期的に、または要求に応じてホストコンピュータに送信する。通常、電波の放射は、ホストコンピュータから無線タグの読み取り停止コマンドを受信するまで継続される。しかし、無線タグの読み取りを実行中に上記インターフェイスケーブルが抜けてしまった場合や、ホストコンピュータのアプリケーションプログラムが動作停止してしまった場合などには、読み取り停止コマンドを受信することができずに電波の放射を繰り返すこととなる。そのため、上記ＬＢＴ環境下において使用されるＲＦＩＤリーダの一台が電波を放出したまま制御不能になってしまうと、他の無線通信装置は動作することができなくなってしまうという問題があった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ホストコンピュータとの通信に不具合が生じた場合であっても、他の無線通信装置による無線タグの読み取り動作に影響を及ぼすことのない無線通信装置を提供することである。

本発明は、外部機器から無線タグの読み取りに関するコマンドを受信したことに応じてアンテナを介した無線通信により無線タグから各種データを読み出す読み取り処理を開始する無線通信装置において、予め定められたタイムアウト時間を記憶する記憶手段と、前記外部機器から無線タグの読み取りに関するコマンドを受信した後の経過時間を計時する計時手段と、前記計時手段が前記記憶手段に記憶されたタイムアウト時間を計時し終えたことに応じて前記無線タグの読み取り処理を停止する読取停止手段とを備えてなることを特徴としている。

かかる手段を講じた本発明によれば、ホストコンピュータとの通信に不具合が生じた場合であっても、他の無線通信装置による無線タグの読み取り動作に影響を及ぼすことのない無線通信装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る無線通信装置であるＲＦＩＤリーダ１を備えたＲＦＩＤシステムの模式図である。ＲＦＩＤリーダ１は、ホスト機器２とＬＡＮケーブルやＲＳ２３２Ｃなどのインターフェイスケーブル４を介して接続され、アンテナ３がアンテナケーブル５を介して接続されている。本実施形態における外部機器であるホスト機器２は、パーソナルコンピュータやＰＯＳ（Point Of Sales）端末などの情報処理装置であり、ＲＦＩＤリーダ１に対して無線タグ６の読み取り開始、読み取り停止、読み取ったデータの送信および後述のタイムアウト時間設定処理の実行などを要求する。アンテナ３は、ＲＦＩＤリーダ１から送信される信号に応じた電波を発信し、無線タグ６からの応答電波を受信して生成した信号をＲＦＩＤリーダ１に送信する。

図２は、ＲＦＩＤリーダ１の制御回路を示す模式図である。ＲＦＩＤリーダ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を主体とした制御部１０、動作プログラムや後述のタイムアウト時間Ｘ（Ｘ；整数）ｍｓなどを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）１１（記憶手段）、処理場面に応じて各種作業用のメモリエリアを形成するためのＲＡＭ（Random Access Memory）１２、タイマ１３、通信部１４、および無線部２０を備えている。

上記タイマ１３は、制御部１０からの指令に応じて１ｍｓ刻みで所定時間を計時する。上記通信部１４は、インターフェイスケーブル４を接続するためのケーブル端子１５を接続し、ホスト機器２との通信を制御する。

上記無線部２０は、アンテナケーブル５を接続するためのケーブル端子１７を接続し、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２１、送信部２２、サーキュレータ２３、受信部２４及びＲＳＳＩ回路（Receive Signal Strength Indicator）２５で構成されている。ＰＬＬ回路２１は、高周波の正弦波信号を発生する。送信部２２は、制御部１０から送られてきたデジタルデータを変調し、この変調信号とＰＬＬ回路２１で作られた高周波信号とを足し合わせた信号を増幅してサーキュレータ２３に出力する。送信部２２側から信号が入力されたとき、サーキュレータ２３は、この信号をケーブル端子１７とアンテナケーブル５とを介してアンテナ３に出力し、アンテナ３は、入力された信号に応じて電波を発信する。この電波が無線タグ６で受信されると、内蔵したＩＣチップで記憶している情報で高周波信号の反射量を変化させるバックスキャッタ変調が行われる。このようにしてバックスキャッタ変調された電波が応答電波としてアンテナ３で受信される。アンテナ３で受信されたバックスキャッタ変調波の高周波信号は、アンテナケーブル５とケーブル端子１７とを介してサーキュレータ２３に入力され、受信部２４に出力される。受信部２４は、入力された高周波信号を増幅した後、この増幅された高周波信号とＰＬＬ回路２１の高周波信号とを組み合わせてベースバンド信号に変換し、このベースバンド信号を復調してデジタルデータに変換し、制御部１０に出力する。

また、受信部２４は、復調した信号をＲＳＳＩ回路２５に出力し、ＲＳＳＩ回路２５は、入力された信号のレベルを示すアナログ信号を生成する。このアナログ信号からはアンテナ３が受信した応答電波の電波強度が測定可能である。

次に、上記のような構成のＲＦＩＤリーダ１が実行するメイン処理について説明する。図３は、メイン処理にて制御部１０が実行する処理の流れ図である。この処理は、ＲＯＭ１１に記憶された動作プログラムに基づいて実行され、処理を開始するにあたりＲＡＭ１２にフラグＺ（Ｚ；整数）がその値を“０”に初期化して形成される。

当該メイン処理において、先ず制御部１０は、ＳＴ１０１としてホスト機器２から何らかのコマンドを受信したか否かを判断する。このときホスト機器２から受信するコマンドには、無線タグ６の読み取り処理の開始を要求する読み取り開始コマンド、無線タグ６の読み取り処理の停止を要求する読み取り停止コマンド、タイマ１３により計時すべきタイムアウト時間Ｘｍｓの設定を要求するタイムアウト設定コマンド、およびＲＦＩＤリーダ１が読み取った無線タグ６のタグデータの送信を要求する送信要求コマンドなど、各種の無線タグ６の読み取りに関するコマンドがある。

ホスト機器２から何らかのコマンドを受信したと判断したときには（ＳＴ１０１のＹｅｓ）、ＳＴ１０２としてタイマ１３が計時すべき残り時間をＲＡＭ１２に記憶されたタイムアウト時間Ｘｍｓにリセットする（リセット手段）。

しかる後、ＳＴ１０３としてホスト機器２から受信したコマンドが上記読み取り開始コマンドであるか否かを判断する。この処理において受信したコマンドが上記読み取り開始コマンドであると判断したときには（ＳＴ１０３のＹｅｓ）、ＳＴ１０４としてタイマ１３によるタイムアウト時間Ｘｍｓの計時を開始する（計時手段）。さらに、ＳＴ１０５としてＲＡＭ１２に形成したフラグＺを“１”に設定する。そして、ＳＴ１０６として図４の説明にて後述するＬＢＴ環境調査処理を実行し、ＳＴ１０１の処理に戻って再びホスト機器２から何らかのコマンドを受信したか否かを判断する。

このとき、ホスト機器２から何らコマンドを受信していない場合には（ＳＴ１０１のＮｏ）、ＳＴ１０７として上記フラグＺに“１”が設定されているか否かを判断する。読み取り開始コマンドを受信した直後には上記ＳＴ１０５の処理が実行されているので、フラグＺに“１”が設定されていると判断することとなり（ＳＴ１０７のＹｅｓ）、ＳＴ１０８としてタイマ１３によりタイムアウト時間Ｘｍｓが計時されたか否かを判断する。タイマ１３によりタイムアウト時間Ｘｍｓが計時されていないと判断したときには（ＳＴ１０８のＮｏ）、ＳＴ１０９として無線タグ６の読み取り処理を実行する。

無線タグの読み取り処理では、制御部１０が無線部２０に無線タグ６の読み取り用のデジタルデータを出力する。そして、図２の説明にて上述したように、このデジタルデータに基づく信号が無線部２０の各部の動作によりアンテナ３に出力され、この信号に応じた電波がアンテナ３から発信される。この電波に対して無線タグ６からの応答電波をアンテナ３が受信したときには、受信した応答電波に基づく高周波信号が無線部２０に入力され、この高周波信号に基づくデジタルデータが制御部１０に出力される。このとき出力されたデジタルデータは、タグデータとしてＲＡＭ１２に形成されたタグデータを記憶するためのメモリエリアに記憶される。無線タグ６の読み取り処理の後、ＳＴ１０１の処理に戻って再びホスト機器２から何らかのコマンドを受信したか否かを判断する。

一方、上記ＳＴ１０８の処理にてタイマ１３によるタイムアウト時間Ｘｍｓの計時が完了したと判断したときには（ＳＴ１０８のＹｅｓ）、ＳＴ１０９の無線タグ６の読み取り処理は実行せずに、ＳＴ１０１の処理に戻る（読取停止手段）。

このように、ホスト機器２から読み取り開始コマンドを受信した後には、次に何らかのコマンドを受信するまでタイマ１３が計時すべき残り時間はリセットされず、タイムアウト時間Ｘｍｓの計時が完了するまで無線タグ６の読み取り処理が継続される。そして、タイムアウト時間Ｘｍｓの計時が完了したときには、無線タグ６の読み取り処理が停止される。

ところで、上記ＳＴ１０３の処理にてホスト機器２から受信したコマンドが読み取り開始コマンドではないと判断したときには（ＳＴ１０３のＮｏ）、ＳＴ１１０として受信したコマンドが読み取り停止コマンドであるか否かを判断する。ホスト機器２から受信したコマンドが読み取り停止コマンドであると判断したときには（ＳＴ１１０のＹｅｓ）、ＳＴ１１１としてフラグＺに“０”を設定し、ＳＴ１０１の処理に戻って再びホスト機器２から何らかのコマンドを受信したか否かを判断する。

このとき、ホスト機器２から何らコマンドを受信していない場合には（ＳＴ１０１のＮｏ）、ＳＴ１０７の処理にてフラグＺに“１”が設定されていないと判断されるので（ＳＴ１０７のＮｏ）、無線タグ６の読み取り処理を実行せずにＳＴ１０１の処理に戻る。

このように、ホスト機器２から無線タグ６の読み取り開始コマンドを受信した後、読み取り停止コマンドを受信した場合には、無線タグ６の読み取り処理が停止される。

一方、上記ＳＴ１１０の処理にてホスト機器２から受信したコマンドが無線タグ６の読み取り停止コマンドではないと判断したときには（ＳＴ１１０のＮｏ）、ＳＴ１１２として受信したコマンドがタイムアウト設定コマンドであるか否かを判断する。受信したコマンドがタイムアウト設定コマンドであると判断したときには（ＳＴ１１２のＹｅｓ）、ＳＴ１１３として図５の説明にて後述するタイムアウト時間設定処理（タイムアウト時間設定手段）を実行してＳＴ１０１の処理に戻る。

また、ＳＴ１１２の処理にてホスト機器２から受信したコマンドがタイムアウト設定コマンドではないと判断したときには（ＳＴ１１２のＮｏ）、ＳＴ１１４として受信したコマンドがタグデータの送信要求コマンドであるか否かを判断する。受信したコマンドがタグデータの送信要求コマンドであると判断したときには（ＳＴ１１４のＹｅｓ）、ＳＴ１１５として無線タグ６から読み取ってＲＡＭ１２に記憶したタグデータを通信部１４の制御の下でホスト機器２に送信する。なお、タグデータを読み取っていないときには、その旨をホスト機器２に通知する。しかる後、ＳＴ１０１の処理に戻る。

このように、メイン処理においては、タイマ１３がタイムアウト時間を計時したことによって無線タグ６の読み取りが停止した後であっても、その後ホスト機器２との通信が再開し、読み取り開始コマンドを再度受信したことに応じて無線タグ６の読み取り処理を再開する（読取再開手段）。

次に、上記ＳＴ１０６の処理にて実行されるＬＢＴ環境調査処理について説明する。
図４は、ＬＢＴ環境調査処理において制御部１０が実行する処理の流れ図である。この処理は、ＲＯＭ１１に記憶された動作プログラムに基づいて実行される。

ＬＢＴ環境調査処理において、先ず制御部１０は、ＳＴ２０１として現在受信している電波の解析を行い、周囲に無線タグ６の読み取りを実行中であるＲＦＩＤリーダが存在するか否かを調査する（調査手段）。具体的には、アンテナ３から入力される信号を無線部２０が上述の手順にて変換したデジタルデータに基づいて他のＲＦＩＤリーダが発信した無線タグ６の読み取り用の電波がアンテナ３の受信電波に含まれているか否かを解析する。

しかる後、ＳＴ２０２としてＳＴ２０１の調査により無線タグ６の読み取りを実行中であるＲＦＩＤリーダが存在するとの調査結果が得られたか否かを判断する。無線タグ６の読み取りを実行中であるＲＦＩＤリーダが存在するとの調査結果が得られたと判断したときには（ＳＴ２０２のＹｅｓ）、再びＳＴ２０１の処理を実行する。一方、無線タグ６の読み取りを実行中であるＲＦＩＤリーダが存在しないとの調査結果が得られたと判断したときには（ＳＴ２０２のＮｏ）、当該ＬＢＴ環境調査処理を終了する。

このように、ＬＢＴ環境調査処理では、無線タグ６の読み取りを実行中であるＲＦＩＤリーダが存在しなくなるまでＳＴ３０１の処理が継続されるので、結果として周囲で無線タグ６の読み取り処理を実行中である他のＲＦＩＤリーダが存在すると判断される間、無線タグ６の読み取り処理が開始されないこととなる。

次に、上記ＳＴ１１３の処理にて実行されるタイムアウト時間設定処理について説明する。
図５は、タイムアウト時間設定処理において制御部１０が実行する処理の流れ図である。この処理は、ＲＯＭ１１に記憶された動作プログラムに基づいて実行される。

タイムアウト時間設定処理において、先ず制御部１０は、ＳＴ３０１としてホスト機器２からタイムアウト時間Ｘｍｓの設定値を受信したか否かを判断する。この処理は、タイムアウト時間Ｘｍｓの設定値を受信したと判断するまで繰り返される。このとき、ホスト機器２のオペレータは、キーボードなどの入力デバイスを用いて所望のタイムアウト時間Ｘｍｓを入力し、所定の操作によりＲＦＩＤリーダ１に送信することができる。このようにしてホスト機器２から送信されたタイムアウト時間Ｘｍｓの設定値を受信したと判断したときには（ＳＴ３０１のＹｅｓ）、ＳＴ３０２として受信した設定値でＲＯＭ１１に記憶されたタイムアウト時間Ｘｍｓを更新し、当該タイムアウト時間設定処理を終了する。

このようにタイムアウト時間設定処理が実行された後には、ＳＴ１０２の処理にてタイマ１３が計時すべき時間が設定後のタイムアウト時間Ｘｍｓにリセットされることとなる。

以上説明したように、ＲＦＩＤリーダ１は、ホスト機器２から無線タグ６の読み取り開始コマンドを受信した後に何らコマンドを受信しない場合であっても、前回コマンドを受信したときからタイムアウト時間Ｘｍｓの経過後に無線タグ６の読み取り処理を停止する。すなわち、インターフェイスケーブル４とホスト機器２との接続不良やインターフェイスケーブル４とケーブル端子１５との接続不良などが発生して読み取り停止コマンドを受信できない場合、ホスト機器２でシステム障害が発生した場合、またはホスト機器２がパワーセーブモードに移行した場合など、ホスト機器２からＲＦＩＤリーダ１に読み取り停止コマンドを送信できないときであっても、ＲＦＩＤリーダ１が延々と無線タグの読み取り処理を実行するような事態は生じない。そのため、ＲＦＩＤリーダ１が発信する電波が、周囲で動作する他のＲＦＩＤリーダの無線タグの読み取り動作に与える影響を軽減できる。さらに、ＲＦＩＤリーダ１が延々と無線タグの読み取り用の電波を発信することによる電力の浪費を防止することができる。

また、ホスト機器２と通信して何らかのコマンドを受信したときには、上記ＳＴ１０２の処理にてタイマ１３による計時をリセットする。そのため、無線タグ６の読み取り処理を停止する場合を、前回ホスト機器２との通信が行われてからタイムアウト時間Ｘｍｓ経過するまでホスト機器２との通信が行われない場合に限定することができるので、より使用状況に即した正確な処理を実現することができる。

また、タイマ１３によるタイムアウト時間Ｘｍｓの計時が完了したことにより無線タグの読み取り処理が停止した後であっても、ホスト機器２との通信が再開したときには、その後に受信するコマンドに応じて無線タグの読み取り処理などの通常の処理を実行することができる。そのため、インターフェイスケーブル４とホスト機器２との接続不良やインターフェイスケーブル４とケーブル端子１５との接続不良の解消、ホスト機器２のシステム障害の復旧、またはホスト機器２のパワーセーブモードの解除などを行い、通信の不具合の原因さえ解消させれば、特別な復旧操作を行う必要がないので手間がかからない。

また、タイムアウト時間Ｘｍｓは、タイムアウト時間設定処理にて自由に設定変更が可能であるので、ＲＦＩＤリーダ１の使用環境に最適な設定を実現することができる。

また、上記のように、ホスト機器２から読み取り停止コマンドを受信しないときであっても、ＲＦＩＤリーダ１が延々と無線タグの読み取り処理を実行するような事態は生じないので、ＬＢＴ環境下で動作する他のＲＦＩＤリーダが無線タグの読み取り動作を実行できないという事態を防止することができる。

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階においては、その要旨を逸脱しない範囲内にて各構成要素を適宜変形して具体化することができる。

例えば、上記実施形態においては、バックスキャッタ方式により無線タグと無線通信を行うＲＦＩＤリーダに本発明を適用した場合について説明したが、トランシーバ方式により通信対象と無線通信を行う無線通信装置に本発明を適用してもよいことは言うまでもない。

また、ＲＦＩＤリーダ１に置数キーなどの操作キーを設け、この操作キーの操作によりＲＦＩＤリーダ１単独でタイムアウト時間設定処理を行えるようにしてもよい。

この他、前記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全体構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明の一実施形態におけるＲＦＩＤリーダを備えたＲＦＩＤシステムの構成図。 同実施形態におけるＲＦＩＤリーダの制御回路を示す模式図。 同実施形態において制御部が実行するメイン処理の流れ図。 同実施形態において制御部が実行するＬＢＴ環境調査処理の流れ図。 同実施形態において制御部が実行するタイムアウト時間設定処理の流れ図。

符号の説明

Ｘ…タイムアウト時間、Ｙ…カウントダウン時間、１…ＲＦＩＤリーダ、２…ホスト機器、３…アンテナ、６…無線タグ、１０…制御部、１３…タイマ

Claims (5)

1. 外部機器から無線タグの読み取りに関するコマンドを受信したことに応じてアンテナを介した無線通信により無線タグから各種データを読み出す読み取り処理を開始する無線通信装置において、
   予め定められたタイムアウト時間を記憶する記憶手段と、
   前記外部機器から無線タグの読み取りに関するコマンドを受信した後の経過時間を計時する計時手段と、
   前記計時手段が前記記憶手段に記憶されたタイムアウト時間を計時し終えたことに応じて前記無線タグの読み取り処理を停止する読取停止手段とを備えてなることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記外部機器と通信が行われたとき、前記計時手段による前記無線タグの読み取りに関するコマンドを受信した後の計時をリセットするリセット手段をさらに備えてなることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記読取停止手段により前記無線タグの読み取り処理が停止された後、前記外部機器から無線タグの読み取りに関するコマンドを受信したことに応じて無線タグの読み取り処理を再開する読取再開手段をさらに備えてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 前記記憶手段に記憶されたタイムアウト時間を設定するタイムアウト時間設定手段をさらに備えてなることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１に記載の無線通信装置。
5. 前記無線タグの読み取り処理を開始するに際して、周囲で前記無線タグの読み取り処理を実行中である他の無線通信装置の有無を調査する調査手段をさらに備え、
   前記調査手段により周囲で前記無線タグの読み取り処理を実行中である他の無線通信装置が有ると判断される間、前記無線タグの読み取り処理を開始しないことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１に記載の無線通信装置。

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